CN108914007B - 一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板及其制造方法 - Google Patents

一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板及其制造方法，其中，所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.07~0.11%，Mn：1.2~1.6%，Si：0.10~0.20%，P：≤0.013%，S：≤0.005%，Nb：0.035~0.060%，Ti：0.007~0.020%，Als：≥0.015%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；本发明提供的钢板常温下的屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥530MPa，屈强比≤0.80，‑40℃温度下冲击功≥240J，具有高强度、高韧性、低屈强比及优良的焊接性能，有利于提高桥梁用钢大跨度、大载荷的安全性，且合金含量低，工艺路线简易，操作简单，轧制周期短，生产成本低，符合绿色经济的钢种开发的要求。

Description

一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及低屈强比高性能钢板制造技术领域，特别涉及一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板及其制造方法。
背景技术
随着我国建桥技术的发展，我国桥梁向大跨度、大载荷发展，近几年在极端环境下桥梁的建造，进一步提升了我国桥梁建设实力，且建桥时间之快也令世人瞩目。这种建设速度的加快得益于桥梁钢结构的模块化生产，模块化生产中焊接速率是重要方面，因此，需要添加尽量少的合金降低焊接裂纹敏感指数，其首当其冲的是降低C含量来增加可焊性。而此时，为增加可焊性，会导致钢板抗拉强度的下降，屈强比的上升，这就不利于桥梁结构的长期动载荷下的抗疲劳性和抵抗地震的能力，这又不利于大跨度、大载荷桥梁的安全。
在本发明之前，国内有关低屈强比桥梁用钢板的报道较多，且申请了发明专利。中国专利申请号为201610075654.X的专利文献，公开了 “一种低屈强比宽桥梁用钢板及其生产方法”：其化学成分为C：0.10~0.17%，Si:0.15~0.40%，Mn：1.2~1.7%，P：≤0.020%，S：≤0.010%，Nb：0.015~0.035%，Ti:0.005~0.025%，Al：0.02~0.05%及其它元素。生产工艺中通过正火获得桥梁钢板。其不足之处在于：合金加入较多，C含量为0.10~0.17%，因此其碳当量达到0.43%，焊接性能差；且其轧制后钢板性能稳定性差，特别是低温冲击韧性差，必须通过正火再次组织均匀化来提高性能，增加了生产成本。
中国专利申请号为201610591133.X的专利文献，公开了一种“正火轧制的低屈强比桥梁结构及其生产方法”，其化学成分为C：0.08~0.17%，Si: ≤0.55%，Mn：0.9~1.7%，P：≤0.015%，S：≤0.003%，V：0.015~0.055%，Ti:0.015~0.055%，Ca：0.005~0.015%，Als：≥0.015%及其它元素。其轧制过程采用正火轧制工艺。其虽然将正火工艺提前至轧制过程，但其存在的不足之处为：加入了较多的V，且C含量的范围控制得出的碳当量仍可达0.43%，焊接性能差。且其加入的V含量较多对钢板的低温冲击韧性有较大不利影响。
中国专利申请号为201210290416.2的专利文献，公开了“一种微合金化桥梁钢板及其正火轧制工艺”，其化学成分为C：0.15~0.20%，Si：0.30~0.45%，Mn：1.4~1.8%，，P：≤0.015%，S：≤0.008%，Nb：0.020~0.060%，V：0.020~0.060%，Ti：0.008~0.030%，Ni：0.15~0.35%，Al：≥0.020%级其它元素。其轧制工艺采用正火轧制工艺，控制粗轧开轧温度为1190~1230℃，精轧开轧温度885~955℃，终轧温度835~875℃，从而获得厚度40mm及以下屈服强度≥450MPa钢板。其不足之处在于：C含量较高，碳当量达到0.45%，焊接性能差。
中国专利申请号为201410588954.9的专利文献，公开了 一种“非正火型桥梁用中厚钢板及其制造方法”，虽然采用了低碳C0.06~0.10%、微合金化成分设计，碳当量较低，但其采用的TMCP工艺轧制，在冷却过程采用较大冷速将钢板冷却至480~550℃范围内，其理论上会产生贝氏体组织，恶化冲击性能，且钢板会发生严重变形，板形难以控制，需进行高温回火矫平，不具备稳定生产的条件。且其得到的钢板屈强比为0.81~0.82%，也在一定程度上限制其在工程领域的应用。
发明内容
本发明的目的是提出一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板及其制造方法，该钢板常温下的屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥530MPa，屈强比≤0.80，-40℃温度下冲击功≥240J，具有高强度、高韧性、低屈强比及优良的焊接性能，有利于提高桥梁大跨度、大载荷用钢的安全性。
为实现上述目的，本发明提出一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，其组分及重量百分比含量包括：
C：0.07~0.11%，Mn：1.2~1.6%，Si：0.10~0.20%，P：≤0.013%，S：≤0.005%，Nb：0.035~0.060%，Ti：0.007~0.020%，Als：≥0.015%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
优选地，所述钢板常温下的屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥530MPa，屈强比≤0.80，-40℃温度下冲击功≥240J。
优选地，所述钢板的厚度范围为10~60mm。
此外，为实现上述目的，本发明提出一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，包括如下步骤：
选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1190～1250℃下，均热时间30～45分钟；
采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度≤1100℃，终轧温度控制≥1050℃，轧制道次间隔5~10s，轧制停止厚度为成品厚度的2~4倍；精轧的开轧温度控制为880~1050℃，精轧的终轧温度控制为840~890℃；
钢板轧制完成后采用空气冷却和水冷进行冷却，并控制空气冷却的终冷温度为700~800℃，水冷的终冷温度为580~680℃，钢板经矫平后在空气中冷却至室温。
优选地，所述钢板厚度范围为10~20mm时，所述精轧的开轧温度为950~1050℃，所述精轧的终轧温度为840~870℃；轧制完成后通过控制辊道速度5~6m/s快速送钢，采用一段式空气冷却加一段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为700~730℃，后进入四段层流水冷区，关闭第一、二、三段水冷区，随辊道经10s后进入第四段水冷区，在第四段水冷区以5℃/秒的冷速速度冷却至终冷温度为620~650℃。
优选地，所述钢板厚度范围为20~30mm时，所述精轧的开轧温度为900~920℃，所述精轧的终轧温度为860~890℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为770~800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以5℃/秒的冷却速度冷却至终冷温度为740~760℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经12s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以冷却速度10℃/秒冷却至630~670℃。
优选地，所述钢板厚度范围为30~45mm时，所述精轧的开轧温度为880~910℃，所述精轧的终轧温度为850~880℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为780~800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以6~7℃/秒的冷却速度冷却至720~740℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经15s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以13～18℃/秒的冷却速度冷却至620~650℃。
优选地，所述钢板厚度范围为45~60mm时，所述精轧的开轧温度为880~910℃，所述精轧的终轧温度为850~880℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，所述空气冷却的终冷温度为780~800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以6~7℃/秒的冷却速度冷却至720~740℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经20~25s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以15～20℃/秒的冷却速度冷却至580~630℃。
本发明提供的技术方案中，通过采用低碳低合金的成分设计，并优化轧制冷却工艺，粗轧阶段采用高温大压下控制温度在1050℃以上，且针对不同厚度范围的钢板，在精轧和冷却工艺过程中严格控制轧制过程温度范围、道次数量及冷却前后温度范围，适当降低开轧温度，并采用三段式冷却方式，降低了屈强比，从而获得所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，钢板厚度规格为10~60mm，常温下屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥530MPa，屈强比≤0.80，-40℃温度下冲击功≥240J，具有高强度、高韧性、低屈强比及优良的焊接性能，有利于提高桥梁用钢大跨度、大载荷的安全性，且合金含量低，工艺路线简易，操作简单，轧制周期短，生产成本低，符合绿色经济的钢种开发的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法一实施例的流程示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
下述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本文中，单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提出的一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，其组分及重量百分比含量包括：
C：0.07~0.11%，Mn：1.2~1.6%，Si：0.10~0.20%，P：≤0.013%，S：≤0.005%，Nb：0.035~0.060%，Ti：0.007~0.020%，Als：≥0.015%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
本发明中各组分的作用及控制具有以下特征：
C：C是提高钢强度最为有效的元素，扩大奥氏体相区元素，但碳含量过高时将极大损害钢板焊接性能，其含量超过0.12%时，钢中会出现明显的偏析和带状组形态，极大恶化钢的低温冲击韧性，特别是损害钢的焊接性和成型性能，为了保证钢板满足所需的强度要求且不损害钢的韧性和焊接性，本发明中将C含量范围控制为0.07～0.11%。
Mn：Mn在钢中作为置换原子，扩大奥氏体相区，降低A3温度，细化珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，在增加强度的同时对钢板的延展性和塑性无明显影响，普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体，提高钢的强度，但Mn含量过高时会降低焊接性能，为了获得钢的屈服强度和焊接性的最佳匹配效果，本发明控制Mn含量范围为1.2~1.6%。
Si：Si以固溶强化的方式提高钢的强度，也是冶炼过程中良好的脱氧剂，但钢中硅含量过高时，会造成屈强比上升，降低钢的塑性和韧性，为了获得低屈强比、高韧性和高塑性的钢板，本发明中将Si含量范围控制为0.10～0.20%。
P：P在钢中为有害元素，含量应严格控制，P含量会增加钢的冷脆倾向，降低钢的低温韧性、恶化焊接性能，因此本发明中控制P含量范围为P≤0.013%。
S：S在钢中极易与合金元素形成硫化物，对低温韧性不利，硫化物夹杂的存在，不利于钢的韧性、延伸率和断面收缩率，而且容器硬气应力集中造成疲劳裂纹，降低S含量，降低了钢中非金属夹杂物水平，有利于保证冲击韧性、提高Z向性能和降低横纵向性能，因此本发明控制S含量范围为S≤0.005%。
Nb：Nb可以显著提高钢的奥氏体再结晶温度，扩大未再结晶区范围，便于实现高温轧制。铌还可以抑制奥氏体晶粒长大，具有显著地细晶强化和析出强化作用，钢中加入铌能显著提高屈服强度和冲击韧性，降低其韧脆转变温度，但受到C含量的限值和加热温度的影响，过高的Nb无法固溶，而且恶化焊接性能，因此本发明中Nb添加含量的控制范围为0.035～0.060%。
Ti：Ti强碳氮化物元素，易与O、C、N结合，形成非常稳定的Ti（C、N），其只有在1000℃以上才缓慢的熔入固溶体中，在铸坯加热时，能有效地阻碍奥氏体晶粒长大。但添加较多时，会引起钛的氮化物粗化，降低低温韧性，微量的钛对改善焊接热影响区的韧性十分有效，本发明采用微钛处理，控制Ti含量范围为0.007～0.020%。
Al：Al是钢中的主要脱氧元素，同时能够固定N元素、细化晶粒，提高钢的韧性，为了使脱氧固氮更充分，本发明中Al含量范围控制为Al≥0.015%。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为10~60mm，常温下屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥530MPa，屈强比≤0.80，-40℃温度下冲击功≥240J，具有高强度、高韧性、低屈强比及优良的焊接性能，有利于提高桥梁用钢大跨度、大载荷的安全性，且合金含量低，轧制周期短，生产成本低，符合绿色经济的钢种开发的要求。
本发明还提出一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，图1为本发明一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法一实施例的流程示意图，包括如下步骤：
步骤S10，选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
步骤S20，对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1190～1250℃下，均热时间30～45分钟；
步骤S30，采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度≤1100℃，终轧温度控制≥1050℃，轧制道次间隔5~10s，轧制停止厚度为成品厚度的2~4倍；精轧的开轧温度控制为880~1050℃，精轧的终轧温度控制为840~890℃；
步骤S40，钢板轧制完成后采用空气冷却和水冷进行冷却，并控制空气冷却的终冷温度为700~800℃，水冷的终冷温度为580~680℃，钢板经矫平后在空气中冷却至室温。
进一步地，所述步骤S30中，所述钢板厚度范围为10~20mm时，所述精轧的开轧温度为950~1050℃，所述精轧的终轧温度为840~870℃；所述步骤S40中，轧制完成后通过控制辊道速度5~6m/s快速送钢，采用一段式空气冷却加一段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为700~730℃，后进入四段层流水冷区，关闭第一、二、三段水冷区，随辊道经10s后进入第四段水冷区，在第四段水冷区以5℃/秒的冷速速度冷却至终冷温度为620~650℃。
进一步地，所述步骤S30中，所述钢板厚度范围为20~30mm时，所述精轧的开轧温度为900~920℃，所述精轧的终轧温度为860~890℃；所述步骤S40中，轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为770~800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以5℃/秒的冷却速度冷却至终冷温度为740~760℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经12s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以冷却速度10℃/秒冷却至630~670℃。
进一步地，所述步骤S30中，所述钢板厚度范围为30~45mm时，所述精轧的开轧温度为880~910℃，所述精轧的终轧温度为850~880℃；所述步骤S40中，轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为780~800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以6~7℃/秒的冷却速度冷却至720~740℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经15s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以13～18℃/秒的冷却速度冷却至620~650℃。
按照上述元素组分含量及加工工艺步骤制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为10~60mm，常温下屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥530MPa，屈强比≤0.80，-40℃温度下冲击功≥240J，具有高强度、高韧性、低屈强比及优良的焊接性能，有利于提高桥梁用钢大跨度、大载荷的安全性，且合金含量低，轧制周期短，生产成本低，符合绿色经济的钢种开发的要求。
以下结合具体实施例和附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，不用于限定本发明。
实施例1
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.075%，Mn：1.5%，Si：0.20%，P：0.012%，S：0.002%，Nb：0.042%，Ti：0.012%，Als：0.022%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1195℃下，均热时间30分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1095℃，终轧温度控制1052℃，轧制道次间隔8s，轧制停止厚度为35mm；
（4）所述精轧的开轧温度为1040℃，所述精轧的终轧温度为840℃；轧制完成后通过控制辊道速度5~6m/s快速送钢，采用一段式空气冷却加一段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为710℃，后进入四段层流水冷区，关闭第一、二、三段水冷区，随辊道经10s后进入第四段水冷区，在第四段水冷区以5℃/秒的冷速速度冷却至终冷温度为620℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为10mm，常温下屈服强度412MPa，抗拉强度537MPa，屈强比0.767，-40℃温度下冲击功≥286J。
实施例2
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.098%，Mn：1.32%，Si：0.18%，P：0.013%，S：0.005%，Nb：0.035%，Ti：0.020%，Als：0.035%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1230℃下，均热时间40分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1100℃，终轧温度控制1060℃，轧制道次间隔10s，轧制停止厚度为40mm；
（4）所述精轧的开轧温度为1050℃，所述精轧的终轧温度为860℃；轧制完成后通过控制辊道速度5~6m/s快速送钢，采用一段式空气冷却加一段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为730℃，后进入四段层流水冷区，关闭第一、二、三段水冷区，随辊道经10s后进入第四段水冷区，在第四段水冷区以5℃/秒的冷速速度冷却至终冷温度为650℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为10mm，常温下屈服强度423MPa，抗拉强度565MPa，屈强比0.749，-40℃温度下冲击功≥242J。
实施例3
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.086%，Mn：1.25%，Si：0.16%，P：0.010%，S：0.002%，Nb：0.050%，Ti：0.018%，Als：0026%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1220℃下，均热时间45分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1090℃，终轧温度控制1055℃，轧制道次间隔10s，轧制停止厚度为55mm；
（4）所述精轧的开轧温度为950℃，所述精轧的终轧温度为870℃；轧制完成后通过控制辊道速度5~6m/s快速送钢，采用一段式空气冷却加一段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为735℃，后进入四段层流水冷区，关闭第一、二、三段水冷区，随辊道经10s后进入第四段水冷区，在第四段水冷区以5℃/秒的冷速速度冷却至终冷温度为620℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为20mm，常温下屈服强度419MPa，抗拉强度545MPa，屈强比0.769，-40℃温度下冲击功≥300J。
实施例4
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.107%，Mn：1.46%，Si：0.18%，P：0.011%，S：0.004%，Nb：0.032%，Ti：0.008%，Als：0.024%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1240℃下，均热时间45分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1100℃，终轧温度控制1066℃，轧制道次间隔7s，轧制停止厚度为75mm；
（4）所述精轧的开轧温度为920℃，所述精轧的终轧温度为890℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以5℃/秒的冷却速度冷却至终冷温度为760℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经12s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以冷却速度10℃/秒冷却至670℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为25mm，常温下屈服强度433MPa，抗拉强度572MPa，屈强比0.757，-40℃温度下冲击功≥255J。
实施例5
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.07%，Mn：1.6%，Si：0.19%，P：0.013%，S：0.001%，Nb：0.054%，Ti：0.017%，Als：0.035%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1190℃下，均热时间40分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1095℃，终轧温度控制1059℃，轧制道次间隔8s，轧制停止厚度为80mm；
（4）所述精轧的开轧温度为900℃，所述精轧的终轧温度为870℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为770℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以5℃/秒的冷却速度冷却至终冷温度为740℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经12s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以冷却速度10℃/秒冷却至630℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为30mm，常温下屈服强度434MPa，抗拉强度547MPa，屈强比0.793，-40℃温度下冲击功≥302J。
实施例6
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.09%，Mn：1.35%，Si：0.20%，P：0.010%，S：0.005%，Nb：0.040%，Ti：0.010%，Als：0.031%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1210℃下，均热时间45分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1090℃，终轧温度控制1050℃，轧制道次间隔10s，轧制停止厚度为100mm；
（4）所述精轧的开轧温度为880℃，所述精轧的终轧温度为850℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为780℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以7℃/秒的冷却速度冷却至720℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经15s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以15℃/秒的冷却速度冷却至620℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为40mm，常温下屈服强度445MPa，抗拉强度565MPa，屈强比0.788，-40℃温度下冲击功≥284J。
实施例7
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.11%，Mn：1.56%，Si：0.15%，P：0.013%，S：0.001%，Nb：0.031%，Ti：0.007%，Als：0.024%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1230℃下，均热时间40分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1100℃，终轧温度控制1064℃，轧制道次间隔8s，轧制停止厚度为110mm；
（4）所述精轧的开轧温度为900℃，所述精轧的终轧温度为880℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以7℃/秒的冷却速度冷却至720℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经15s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以13℃/秒的冷却速度冷却至650℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为40mm，常温下屈服强度433MPa，抗拉强度585MPa，屈强比0.740，-40℃温度下冲击功≥243J。
实施例8
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.10%，Mn：1.25%，Si：0.20%，P：0.012%，S：0.002%，Nb：0.059%，Ti：0.020%，Als：0.031%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1250℃下，均热时间45分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1100℃，终轧温度控制1050℃，轧制道次间隔5s，轧制停止厚度为110mm；
（4）所述精轧的开轧温度为880℃，所述精轧的终轧温度为860℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以6℃/秒的冷却速度冷却至730℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经15s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以18℃/秒的冷却速度冷却至620℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为45mm，常温下屈服强度438MPa，抗拉强度560MPa，屈强比0.782，-40℃温度下冲击功≥280J。
实施例9
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.081%，Mn：1.4%，Si：0.17%，P：0.008%，S：0.004%，Nb：0.044%，Ti：0.009%，Als：0.018%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1240℃下，均热时间40分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1090℃，终轧温度控制1055℃，轧制道次间隔6s，轧制停止厚度为120mm；
（4）所述精轧的开轧温度为890℃，所述精轧的终轧温度为860℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，所述空气冷却的终冷温度为790℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以7℃/秒的冷却速度冷却至720℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经20~25s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以18℃/秒的冷却速度冷却至620℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为48mm，常温下屈服强度410MPa，抗拉强度542MPa，屈强比0.756，-40℃温度下冲击功≥273J。
实施例10
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.095%，Mn：1.38%，Si：0.11%，P：0.011%，S：0.005%，Nb：0.039%，Ti：0.019%，Als：0.021%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1190℃下，均热时间45分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1095℃，终轧温度控制1050℃，轧制道次间隔7s，轧制停止厚度为120mm；
（4）所述精轧的开轧温度为880℃，所述精轧的终轧温度为850℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，所述空气冷却的终冷温度为790℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以6℃/秒的冷却速度冷却至740℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经20~25s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以20℃/秒的冷却速度冷却至600℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为54mm，常温下屈服强度425MPa，抗拉强度550MPa，屈强比0.773，-40℃温度下冲击功≥249J。
实施例11
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.07%，Mn：1.6%，Si：0.20%，P：0.013%，S：0.004%，Nb：0.049%，Ti：0.018%，Als：0.029%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1198℃下，均热时间40分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1090℃，终轧温度控制1054℃，轧制道次间隔6s，轧制停止厚度为130mm；
（4）所述精轧的开轧温度为880℃，所述精轧的终轧温度为860℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，所述空气冷却的终冷温度为780℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以7℃/秒的冷却速度冷却至720℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经20~25s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以20℃/秒的冷却速度冷却至580℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为60mm，常温下屈服强度427MPa，抗拉强度546MPa，屈强比0.782，-40℃温度下冲击功≥276J。
实施例12
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的组分及重量百分比含量包括：C：0.11%，Mn：1.55%，Si：0.12%，P：0.009%，S：0.001%，Nb：0.056%，Ti：0.008%，Als：0.045%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法包括如下步骤：
（1）选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
（2）对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1220℃下，均热时间45分钟；
（3）采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度1100℃，终轧温度控制1060℃，轧制道次间隔8s，轧制停止厚度为120mm；
（4）所述精轧的开轧温度为890℃，所述精轧的终轧温度为870℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，所述空气冷却的终冷温度为780℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以6℃/秒的冷却速度冷却至730℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经20~25s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以15℃/秒的冷却速度冷却至630℃。
按照上述组分及重量百分比含量制造的所述低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，所述钢板厚度规格为60mm，常温下屈服强度441MPa，抗拉强度578MPa，屈强比0.762，-40℃温度下冲击功≥243J。
本发明提供的上述钢板厚度范围为10~60mm的12个实施例中，各实施例中钢坯的组分含量参阅表1，各实施例中钢坯的工艺参数参阅表2，各实施例中钢坯的性能参数参阅表3。
表1 各实施例的钢坯的组分含量成分，wt%
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表2 各实施例轧制冷却的主要工艺参数
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表3 不同实施例的力学性能
Figure DEST_PATH_IMAGE006
从表1~3中可以看出，采用本发明提供的元素组分及重量百分比含量、以及制造方法制得的低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板，进行常温拉伸试验和-40℃纵向冲击韧性试验，常温下屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥530MPa，屈强比≤0.80，-40℃温度下冲击功≥240J，具有高强度、高韧性、低屈强比及优良的焊接性能，有利于提高桥梁用钢大跨度、大载荷的安全性，且合金含量低，工艺路线简易，操作简单，轧制周期短，生产成本低，符合绿色经济的钢种开发的要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，其特征在于：所述钢板的组分及重量百分比含量包括：
C：0.07~0.11%，Mn：1.2~1.6%，Si：0.10~0.20%，P：≤0.013%，S：≤0.005%，Nb：0.035~0.060%，Ti：0.007~0.020%，Als：≥0.015%，其余为Fe和不可避免的杂质元素；
所述钢板的制造方法包括如下步骤：
选用厚度为200~300mm的连铸板坯；
对连铸板坯加热，且控制均热段温度在1190～1250℃下，均热时间30～45分钟；
采用粗轧和精轧两阶段轧制工艺对钢板进行轧制，粗轧阶段采用大压下，控制开轧温度≤1100℃，终轧温度控制≥1050℃，轧制道次间隔5~10s，轧制停止厚度为成品厚度的2~4倍；精轧的开轧温度控制为880~1050℃，精轧的终轧温度控制为840~890℃；
钢板轧制完成后采用空气冷却和水冷进行冷却，并控制空气冷却的终冷温度为700~800℃，水冷的终冷温度为580~680℃，钢板经矫平后在空气中冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，其特征在于：所述钢板常温下的屈服强度≥370MPa，抗拉强度≥530MPa，屈强比≤0.80，-40℃温度下冲击功≥240J。
3.根据权利要求1所述的一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，其特征在于：所述钢板的厚度范围为10~60mm。
4.根据权利要求1所述的一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，其特征在于：所述钢板厚度范围为10~20mm时，所述精轧的开轧温度为950~1050℃，所述精轧的终轧温度为840~870℃；轧制完成后通过控制辊道速度5~6m/s快速送钢，采用一段式空气冷却加一段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为700~730℃，后进入四段层流水冷区，关闭第一、二、三段水冷区，随辊道经10s后进入第四段水冷区，在第四段水冷区以5℃/秒的冷速速度冷却至终冷温度为620~650℃。
5.根据权利要求1所述的一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，其特征在于：所述钢板厚度范围为20~30mm时，所述精轧的开轧温度为900~920℃，所述精轧的终轧温度为860~890℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为770~800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以5℃/秒的冷却速度冷却至终冷温度为740~760℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经12s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以冷却速度10℃/秒冷却至630~670℃。
6.根据权利要求1所述的一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，其特征在于：所述钢板厚度范围为30~45mm时，所述精轧的开轧温度为880~910℃，所述精轧的终轧温度为850~880℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，采用一段式空气冷却加两段式水冷进行冷却，所述空气冷却的终冷温度为780~800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以6~7℃/秒的冷却速度冷却至720~740℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经15s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以13～18℃/秒的冷却速度冷却至620~650℃。
7.根据权利要求1所述的一种低碳低合金的低屈强比高性能桥梁用钢板的制造方法，其特征在于：所述钢板厚度范围为45~60mm时，所述精轧的开轧温度为880~910℃，所述精轧的终轧温度为850~880℃；轧制完成后通过控制辊道速度在4~5m/s的方式快速送钢，所述空气冷却的终冷温度为780~800℃，后进入四段层流水冷区，在第一段层流水冷区以6~7℃/秒的冷却速度冷却至720~740℃，关闭第二、三段层流水冷区，后随辊道经20~25s后进入第四段层流水冷区，在第四段层流水冷区以15～20℃/秒的冷却速度冷却至580~630℃。
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